45鋼線性摩擦焊接過程的數(shù)值模擬研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、線性摩擦焊接(Liner Friction Welding:LFW)作為一種精密的焊接技術(shù),除了具有摩擦焊技術(shù)的低成本、高可靠性、焊縫組織缺陷少等優(yōu)點,還能克服慣性摩擦焊對焊件形狀的限制。目前該技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用于制造和維修航空發(fā)動機整體葉盤。由于線性摩擦焊接是一個高度非線性的塑性成形過程,僅通過工藝實驗的方法很難確定焊接工藝參數(shù)對焊接過程的影響規(guī)律。為此,本文采用有限元數(shù)值模擬技術(shù)對該問題進行系統(tǒng)深入的研究,對于指導(dǎo)線性摩擦焊的實踐應(yīng)用

2、有著重要的意義。
  本文利用ABAQUS有限元分析軟件,建立了線性摩擦焊接過程的彈塑性熱力耦合模型。建模過程中,解決了焊件的幾何模型、材料模型、摩擦接觸模型等關(guān)鍵的技術(shù)問題,并通過理論驗證和實驗驗證,證明了該有限元模型是可靠的。
  基于本文所建立的有限元模型,對45鋼線性摩擦焊接過程的熱力學(xué)行為進行研究,發(fā)現(xiàn):焊接界面中心溫度在1s內(nèi)上升到800℃,之后界面溫度緩慢上升至950℃左右,隨著摩擦振動的進行,焊接界面溫度場均

3、勻化,軸向縮短量不斷增加,大量材料被擠出形成了飛邊。最后還將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行了對比,從工藝試驗的角度驗證了模型的可靠性。
  在熱力學(xué)行為研究的基礎(chǔ)上,對焊接工藝參數(shù)中的振動頻率、摩擦壓力和振幅進行單因素分析,研究焊接工藝參數(shù)對焊接結(jié)果的影響規(guī)律。從模擬結(jié)果中發(fā)現(xiàn):增加振動頻率、摩擦壓力和振幅可以提高焊接界面的摩擦熱輸入量。摩擦熱輸入量的提高使得焊接界面溫度上升速度加快,材料軟化所需時間被縮短,最終導(dǎo)致更多的材料通過塑性流動

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